大直径桩身检测中检测仪器与技术的应用-建筑论文

大直径灌注桩具有明显的优势，其承载力高、施工噪音低，可用于重要建筑、桥梁基础等，通常由人工成孔或机械成孔后干作业灌注或水下灌注成桩。施工过程存在不确定因素较多，因而施工质量难以保证。为了使建筑结构的安全性能得到保证，成桩后需对大直径桩身灌注的效果进行检测，其中包括承载力检测及桩身完整性检测等。
一、大直径灌注桩
大直径灌注桩可划分为竖向抗压桩、水平抗压桩及抗拔桩，其中竖向抗压桩按荷载传递机理可分为摩擦桩、端承桩、端承摩擦桩三种。按施工工艺可分为钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩两种。使用机械设备来完成钻孔灌注桩全流程，并通过护壁成孔或干成孔的方式来实现。其后放置钢筋笼、灌注混凝土而成的桩。钻孔灌注桩在各类土层中均适用，并通过改变直径和长度，可制成各种不同直径、大小、承载力要求下的灌注桩。除了制作时改变桩的直径、大小、承载力，已成型的灌注桩可在扩孔器的作用于桩底、桩身部位，形成满足高承载力要求的扩底桩或支盘桩。人工挖孔灌注桩通过人工挖掘，孔内放置钢筋笼、灌注混凝土成桩。人工挖孔使用的设备较简易，而钻孔灌注方法对机械化程度要求高，造成一定的环境污染。人工挖孔方法还具有造价便宜，土层适应性强，能有较好的承载力，适用于埋藏位置较浅的持力层、较深的地下水位、较高的单桩承载力施工。
二、大直径桩身检测中技术的应用
1、直观检测法。
〔1〕开挖检测。对大直径桩身检测首先是开挖检查，对大直径桩身所存在的问题较为直观的暴露，但受到地下水位的制约。通常以验证大直径缺陷处为目的。
⑵勘探孔检测法。利用工程地质转机在桩身中钻出竖向勘探孔，钻勘探孔检查只局限于了解沿钻孔孔道上的部位，在对大直径桩，增加钻孔数，可以提高大直径检测的精确度。
〔3〕闭路电视检测法。这是利用闭路电视系统在地质钻孔下观察岩石层和岩性及地下水，亦可使用于对大直径桩身缺陷的检测中。
2、辐射能检测法。
〔1〕超声波脉冲。根据在不同介质密度混凝土中超声波脉冲声能的传播
速度和能量变化情况，可判断下层混凝土的质量。
⑵放射性同位素。利用放射性同位素法将所释放的高能量射线在混)疑土介质中穿越时，由于混凝土质量的差异而产生不同的辐射效应来检验桩身的完整性和均匀性。辐射检测法先在桩身中钻孔，其中使用放射性同位素方法应用范围有限，因其射线在混凝土中的穿越能力的局限，同时同位素的计量也较大，操作人员可能因操作不当造成伤害。
3、静载试验法。
桩的静载试验，其精确度较高。单桩承载力适合通过现场静载试验确定，但静载试验存在试桩抽样率较低和无法提高试验的实施规模，耗资较大，耗时较多等缺点。
4、高应变动力检测法。
借助现代的振动测量和信号处理技术，打桩或对桩基验收时，当用重锤冲击桩顶，使桩〜土产生足够的相对位移，以充分激发桩周土阻力和桩端端阻力，通过对称安装在桩顶以下桩周两侧的加速度和应变式力传感器接收桩的应力波信号，应用应力波理论和数学解析方法对力（或速度）时程曲线进行拟合分析，从而判定桩的承载力和评价桩身结构完整性。
三、大直径灌注桩的低应变特性测试和分析
大直径灌注桩的低应变特性常使用于桩身检测技术中。大直径灌注桩低应变测试显示，大直径灌注桩常有一种与测量系统频率特性无关的高频干扰。干扰强度根据桩径大小、脉冲大小有关，部分掩盖了缺陷反射。分析信号振荡原因，包括了振源、桩身浅部缺陷、浅部干扰、局部三维、表面波影响。必须对大直径灌注桩的振荡干扰进行消除，否则会妨碍大直径桩身的缺陷检测。消除加速度振荡的办法有降低振源频宽、合理传感器安装的位置、恰当藕合剂使用，加速度计情况等，可以缓解大直径灌注桩的振荡干扰。这样，基本上可以判断振荡的产生是由于桩身本身的缺陷引起的，如需加强判断的精确度，还可通过改变测试地点和安装地点配以谱分析。
由于大直径灌注桩桩径增大，增加了桩截面各部位的运动不均匀性和阻抗的方向性。为了对桩身进行全面结构完整性检测，可通过增加检测点数的方法，设至少3各的检测的有效信号数。当信提高工程质量。号数量足够多时，在出现信号检测一致性较差情况下应具体分析。
根据在低应变测试信号中显示的桩身缺陷，一般有断裂、离析、缩颈、扩颈的桩身缺陷，并各自对应有缺陷反射情况。如：断裂多次同向反射，间隔时间相等第一反射脉冲幅值较高，前沿比较陡峭难见以下部位较大缺陷及桩底反射。离析同相反射波形不规则后续信号杂乱波速偏小一般可见以下部位较大缺陷及桩底反射。缩颈同相反射波形比较规则可能有多次同相反射，一般可见桩底反射。扩颈反相反射波形比较规则可能有多次反射，一般可见桩底反射。扩颈的第二次反射为同向反射波，中浅部的扩颈容易导致测试信号出现低频振荡，这一点与频域结论一致。
在桩身完整性的实测中，影响低应变测试信号要考虑桩周边土体性质。低应变测试信号一般在较好的土体中表现为扩颈现象。缩颈现象一般在表现淤泥质土中。这样通过桩周围土质情况作为综合判断桩身质量的依据。仔细书写地质报告、施工记录，判定是否为缺陷桩时，应考虑对施工的利弊和设计上的规范要求。
四、桩身测试仪
一般建筑工程桩身完整性检测仪器推荐使用低应变基桩动测仪，对基桩进行检测时，无需预埋件。基桩动测仪能较为经济、有效的应用于桩身的完整性检测中。具体操作为将一个加速计安装在基桩的顶部，以监测手锤或者锤棒敲击产生的信号和反射的信号，一人操作，较为便捷。适用于螺旋钻孔灌注桩、预制桩、沉管混凝土灌注桩或钻孔灌注桩、能检测到较明显的缺陷情况，包括裂缝、缩颈、夹泥或空洞及桩底与持力层结合情况等。如今桩身完整性检测仪不但满足单通道测试，也实现了双通道测试。